专利名称：方向触发报警装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种报警装置，特别是一种方向触发的报警装置。
现有的报警装置和防盗器，采用的触发方式多为重力、震动、位移、声音、磁、光，这些触发方式都有各自的缺点，最常见的问题是误报，如果将灵敏度调低又容易漏报，有些还容易被破坏。
本发明的目的是提供一种使用于可移动物体的方向触发的报警装置。
本发明的目的是这样实现的方向触发报警装置，其特征是由可自由转动的磁性材料和光控报警电路组成。
简单的说，本发明就是将可自由转动的磁性材料和现有的报警电路结合起来，现有的报警电路可以是光控报警电路。
光控报警电路由发光器件、光敏器件及相应的电路和电子器件组成。发光器件指通电后可以发出光线的器件，可以是可见光也可以是不可见光。光敏器件可以选用各种光可控器件，如光可控硅、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管。
光控报警电路的电路部分可以采用感光触发，也可以采用遮光触发。感光触发式防盗报警电路是采用光敏器件作触发的传感器，它们在受到光照时便触发而导致防盗报警电路工作的一种电装置。遮光触发式防盗报警电路与感光触发式报警电路恰好相反，平时受到光照时，电路处于静候状态，报警电路不工作。一旦遮断了特定的光束后，引起报警电路触发，从而发出报警声。报警的电声装置可以使用压电陶瓷片(HTD)、扬声器和各种能够发出声响的电声装置。扬声器应该选用无漏磁品种的，使用普通扬声器应该在扬声器和磁针之间加一层屏蔽材料，以免扬声器的磁力干扰磁针的转动。
将磁性材料活动安装在一个支点上，安装后的磁性材料应该可以在水平方向上自由转动，就像罗盘的结构一样。将光控报警电路的发光器件和光敏器件分别安装在磁性材料的上下两侧，组成感应点。每一个感应点由一个发光材料和光敏材料组成(为了节省材料也可以多个光敏材料共用一个发光材料，这时每个光敏材料就是一个感应点)，罗盘上应该有多个感应点。这样该装置就可以使用了。
可以自由转动的磁性材料，其方向是恒定的。安装后当被警戒物体(如车辆)发生方向性改变之后，罗盘体也随之发生方向性改变，而磁性材料的方向还会自行调整到原来的南北方向。这样，磁性材料和感应点的相对位置就会有所改变，这种改变超过一定限度时，光控报警电路就被触发而报警，触发后电路自锁会长时间的报警。这种报警是由磁性材料来触发的，但其最根本的原因是被警戒物体的方向的变化，所以称整个装置为方向触发报警装置。
本发明适用于各种自行车、摩托车、汽车和保险箱柜和安全门系统等。对于机动车，最好安装在方向盘或车把上，这样的灵敏度最高。
本发明同现有技术相比，其优点是外界对本装置的影响非常小，对声音和一般的震动不会误报，漏报的可能性也非常低。被警戒的物体如汽车不发生方向性改变绝对不会报警，而一旦报警就是肯定出现了情况。此装置的制造成本，也比现有防盗器的震动感应装置低很多。
发光材料和光敏材料间应有3-15毫米的距离，最好在7毫米左右，这样有利于磁性材料的自由转动，在略微倾斜放置的时候也能正常工作，免得与罗盘体发生摩擦。
图1是磁性材料和感应点关系的示意2是光控报警电路的第一种电路3是光控报警电路的第二种电路4是磁干扰报警电路的示意5是防拆卸报警电路图6第二种实施方案中的第一个磁性材料形状示意7第二种实施方案中的加遮光材料后的示意图下面就结合实施方案对附图作出说明实施方案一手动调节方式。如图1所示感应装置的机械部分结构好象一个罗盘，将磁性材料(2)安装在罗盘的转动支点(5)上，罗盘面(4)上有多个感应点(3)，每一个点都由对应的发光二极管和输出光敏管组成，它们分别安装于磁性材料的(上、下)两侧。(1)是罗盘的外壳(本装置的外壳最好用有机化合物、高分子材料及塑料制品，避免使用金属材料以防产生屏蔽作用，使罗盘失灵)。图2是光控报警电路的第一种电路图。本电路主要由一个光电子开关和556双定时器(7)组合而成，556定时器在电路中分别作为脉冲发生器和脉冲检测器。当一外界物体插入光电子开关的槽缝时，就会切断光束通道(磁针从此经过时也一样)，使脉冲检测器得不到复位信号，如果信号中断时间超过原先设定的时间，电路就会产生报警信号。在光电子开关(9)H13B1内发光二极管和输出光敏管之间有一个几毫米宽的槽缝(8)(虚线部分)。当槽缝没有插入物体时，光敏管一直使脉冲信号检测器置零，反之，556定时器脚8将保持高电平，脚12的门限电压确随之下降，下降的快慢取决于R1C1的时间常数。即可由R1C1的选择确定延迟时间，范围可以由微妙到秒，如果检测器在这段时间内没有收到置零信号，它将产生一个阶梯电压，然后这个信号经过(10)BG1反相去启动可控硅整流器，从而驱动负载RL。各感应点可以各自拥有一套电路系统独立工作，也可以是并联在一起共用一套光控报警电路以节约材料。除此之外，还可以使用555时基集成电路组成光电报警电路或其他的光电报警电路。
图3是光控报警电路的第二种电路图，它是可控硅自锁防盗系统，它的电路工作原理如图所示。它是由红外线发射/接收电路、可控硅触发电路、以及报警电路等组成。一开启电源，使红外发光二级管HG505工作。调节RP1的阴值，使HG505发射光功率适当，此时红外线接收管3DU5受到红外线照射而导通，使得反相器F1的输入端呈低电位，经反相器反相后，输出高电平。由反相器F2、F3构成的驱动器输出低电平，单向可控硅SCR无触发电流而阻断，此时的继电器K处于释放状态，由JC2KD9561及三极管V所构成的报警电路无电源不工作。
一旦有物体遮挡红外光束，3DU5上没有受到红外光束的照射，3DU5截止，此时F1的输入端呈高电位，F1的输出呈低电位，F2、F3驱动器的输出呈高电位，SCR受到电流触发而导通，此时有电流通过断电器K，导致K励磁吸合。K吸合后，其常开触点K闭合，接通了由IC2构成的报警电路，于是发出逼真的警笛声。又由于SCR的导通自锁作用，在无物体遮挡红外线光束时，仍持续报警，直到主人关断暗藏的电源开关S时，报警声才停止。另因本继电器触点组较多，可以加光报警，也可以把车的起动电路串联起来。只要是处在报警状态，车将不起动。
各感应点可以各自拥有一套光控报警电路独立工作，也可以是并联在一起共用一套电路系统以节约材料。多个感应点并联在A(11)、B(12)、C(13)、D(14)点。红外发光二级管并联在A(11)、B(12)点，红外线接收管并联在C(13)、D(14)点为了防止磁针正好遮住光敏材料的位置上，出现启动就报警的问题，应该对装置的方向进行手动调整。因此本装置在安装后它的方向应该是可调的(可以使用螺栓来调整方向)，即本装置是活动安装的。启动前，旋转、调整装置的方向，使磁针位于两个光敏材料之间，然后将方向锁定，开启后就可以正常使用了。
为避免外界的干扰，外壳应该是密封的，空气和水无法透进。这样可以避免外界的干扰，消除误报或漏报。外壳的密封也可以对该装置起到保护作用。为了防止外界的光线干扰，该装置的外壳应该是用不透光的材料构成的。
如果该装置是密封且不透明的，为了便于手动调整，可以在其上盖的上表面安装一个指南针。光敏材料的位置也应该在上盖上标出来，这样就可以把看不见的内部情况清楚的表现出来了，手动调整十分方便。方向调整完毕后将该装置固定或锁住，同时打开电源开关进入警戒状态。
实施方案二前面的(手动)实施方案还可以改进为自动设定安全区的方式，它以取消手动调整为目的。方法是增加一些无触点开关，安装在罗盘的(6)的位置。无触点开关的作用是控制感应点或感应点所在光控报警体统的的工作状态。无触点开关被打开后，感应点及其相关的电路系统进入警戒状态，磁性材料通过或停留在该点时报警装置报警；如果无触点开关没有被打开，感应点或感应点所在光控报警体统处于关闭状态不工作，就成了一个死点，如同不存在，磁性材料通过或停留在该点位置时报警装置不报警。无触点开关由发光材料和光敏材料组成，最好选用光可控硅。发光材料照射到光可控硅时，使可控硅保持导通，起到打开开关的作用。
光可控硅在电路上可以安装在图3中E的位置，也可以安装在感应点所在光控报警体统的电源开关旁边或其他可以起到开关作用的位置。在罗盘中可以安装在附图1中的(6)位置上，它与感应点的光敏材料最好在同一平面上。
无触点开关位于感应点和磁性材料转动轴心的连线之间。每一个无触点开关控制一个对应的感应点，对应点之间的连线一定通过磁性材料的转动支点(5)。磁性材料的形状也应有所改变，如图6所示，在无触点开关的位置遮光面积要大于感应点位置的遮光面积。即磁性材料只要能遮住一个无触点开关，就一定能遮住其对应的感应点。无触点开关的光可控硅的受光面积最好与感应点的光敏材料大致相同。
无触点开关的发光材料可以串联也可以并联在一起，还也可以共用一个发光材料，通过一个开关连接在电源上。光控报警电路的发光材料也是如此。
报警装置工作时，等磁性材料的方向稳定后，打开该装置的开关。此时感应点的发光材料接通发光，但感应点的光敏材料因为前面光可控硅没有受光导通，无法工作。这时，将无触点开关的发光材料的开关打开几秒钟(只要使光可控硅能够导通就可以)后立即关闭，关闭后就不再开启。这样没有被磁性材料遮住的无触点开关打开，对应的感应点或感应点所在的电路进入警戒状态。而被遮住的无触点开关还处于关闭状态，对应的感应点感应点所在的电路不能进入警戒状态，被磁性材料遮住也不会报警。这样即使磁性材料(磁针)正好处于感应点的位置上，遮住了光敏材料，同样无触点开关也处于被遮盖的状态无法打开，所以就避免了启动就报警的情况产生。由于磁性材料在无触点开关位置的遮光面积要大于在感应点位置的遮光面积，磁针的一定的范围内晃动就不会报警，这个范围就相当于一个安全区。无触点开关位置的遮光面积比感应点位置的遮光面积大得越多，安全区的范围也越大。磁针宽度的大小意味着遮光面积和遮光角度的大小。
磁针在无触点开关位置的遮光面积和/或角度要大于在感应点位置的遮光面积和/或角度。假如磁针在无触点开关位置的遮光角度是15度，那么，磁针晃动的安全区的角度就是15度。
本发明在设计安全区时，也可以不改变磁性材料的形状，只要在上面安装可以遮光(最好是反光)的物体就能够达到了。
无触点开关和感应点打开的顺序也可以反过来，先打开无触点开关，在打开感应点，或者同时打开。无触点开关的发光材料开启的时间一定不要太长，只要能够打开就可以了。
前面所述的方案也可以采用感光报警电路，此时无触点开关应该安装到感应点的发光材料前面，用于控制发光材料。
为了达到自动设置安全区的目的，还有一个方案。具体是首先在罗盘上面安装一个圆形的反光材料(如图7所示)。该圆形反光材料的外缘有出头的尖，内侧有圆弧形的缺口，可以让光通过。出头的尖位于感应点的位置，圆弧形缺口位于无触点开关的位置。第二，在每一个感应点的光敏材料旁边再安装一个发光材料，该发光材料和内圈对应的无触点开关串联，不连入报警电路。光敏材料旁边的发光材料受无触点开关的控制，当无触点开关打开时，光敏材料旁边的发光材料发光，这样，当磁性材料或遮光材料阻断了感应点的原有光线时，电路就不会报警，因为光敏材料旁边的发光材料在发光，光敏材料仍然处于受光状态，成了另一种死点。这样也就等于设定了一个安全区。弧形缺口的面积越大，由于能够透光，被打开的无触点开关也越多，对应的感应点处于死点状态的感应点也越多，安全区的范围和角度越大，磁性材料的无报警摆动范围越大。这种方案对无触点开关的控制和前边的相同，无触点开关的发光材料打开是时间也不能长。此方案特别需要注意的是感应点的光敏材料和无触点开关控制的发光材料安装在一起时，二者的旁边应该安装一圈遮光材料，免得该发光材料照射到其他的光敏材料，使其他的感应点也成为死点。
简单的说，此实施方案的报警电路是由多个子电路组成的。每个外圈感应点是一个光电时基电路，该电路中串联一个光可控硅作为该电路的开关，光可控硅安装在与外圈感应点相对应的内圈位置，这作为一个子电路。若干个子电路并联在一起，共用一个电源和电声装置。照射光可控硅的光源，只是在报警装置开通的瞬间发光一次。如果内圈的光可控硅能够被光照射到，那么该子电路保持连通，处于警戒状态，一旦被警戒物体发生方向性变化，磁性的方向仍保持南北方向不变，同外圈感应点的相对位置就会改变，当变化较大时，就会遮断外圈感应点的特定光束，使报警装置报警。如果内圈的光可控硅未被光照射到，那么该子电路保持断开，如同不存在。这样就避免了开机就报警的情况。
实施方案三实施方案二的无触点开关的发光材料的控制电路中可以串联一个暴光定时电路，这样就可以自动开关。这样不但简化了操作，还可以准确控制发光材料的工作时间。
实施方案四实施方案二或三的无触点开关的发光材料的电路还可以与光控报警电路共用一个开关。无触点开关的发光材料的电路中还可以串联一个延时电路，使无触点开关的发光材料推迟几十秒钟发光，这样有利于磁性材料的稳定。
实施方案五前面所述的实施方案还可以增加一个磁干扰报警电路。由于本发明主要利用了磁性材料方向恒定的特性而设计，磁针对外界的磁也非常敏感。如果有人用磁性材料来干扰，本装置就会产生误报和漏报。为了防止有人以磁铁来破坏，上述的实施方案还应该安装磁干扰报警电路。该系统由多个磁力感应装置组成，如图4所示，每一个磁力感应装置都是由两个触点和一个弹簧板(20)组成。两个触点分别安装在弹簧板(称为活动触点)和报警装置的壳体的内壁上(称为固定触点)，活动触点(18)是磁性材料制作的(最好用铁)，弹簧板也安装在壳体的内壁上，两个触点正常情况下是分离的。当壳体外有较强磁场出现后，活动触点被吸引向壳体运动与固定触点(19)接触电路接通报警。
磁力感应装置如图4所示由活动触点(18)和固定触点(19)组成。固定触点安装在报警装置外壳(21)的内壁上。活动触点是磁性材料制作的，最好是用铁，它通过弹簧板(18)也安装在报警装置外壳(21)的内壁上。弹簧板可以是有弹性的材料，也可以在弹簧板和内壁间安装一个弹簧(可以是压簧)。正常情况下，由于弹力作用两个触点是分离的，当外界出现磁力且磁力大于上述的弹力时，活动触点被吸引向固定触点，与固定触点接触，电路连通报警。为了维持本装置的正常工作，最好在外壳内壁的各个方向都安装上这种磁力感应装置。这些磁力感应装置应并联安装，可以使用自己的电源和发声器，也可以并联在图2电路中。可以并联在图2的9(16)、10(17)位置公用电源、发声器和继电器。
实施方案六前面所述的实施方案还应该增加一个防拆卸报警电路，该系统的作用是在他人拆卸时报警。报警电路如图5所示，设置底座上。该系统由两个触点(25)、一个弹簧板(22)和一个针状物(23)组成，弹簧板安装在底座(壳体)(24)的内壁上，两个触点分别安装在壳体和弹簧板上，当弹簧板没有外力时，两个触点是可以接触的。在弹簧板的触点旁边向壳体方向安装一个针状物(应该与弹簧板垂直)，与针状物对应的部位的壳体上有一个小孔(26)，针状物可以通过这个小孔伸到壳体外。这个系统还应该连接电源、电源开关和电声装置如压电陶瓷片HTD，扬声器等(扬声器应该选用无漏磁品种的，使用普通扬声器应该在扬声器和磁针之间加一层屏蔽材料，以免干扰磁针的转动。)。当该装置被固定在被警戒物体之上时，底座与被警戒物体贴合，伸到壳体外的针状物受压向壳体内移动，同时弹簧板也被顶起，这样两触点分离。
安装完毕之后，打开电源开关。由于底座与被警戒物体贴合在，这样针状物被顶起，两个触点分离，电路不通，电声装置不工作，处于警戒状态。当有人拆卸报警装置的时候，底座与被警戒物体分离，针状物的压力消失恢复原来的形态，两个触点接触，电路导通，电声装置工作开始报警。拆卸报警电路中还应该安装一个可控硅或继电器，使之一旦导通能连续报警。拆卸报警电路最好与报警装置的电路并联，最好并联在图2的9(16)、10(17)位置共用继电器、电源、电源开关、电声系统以最大程度的降低成本和缩小体积。弹簧板可以是有弹性的材料，也可以在弹簧板和内壁间安装一个弹簧(拉簧)。
本发明的最佳实施例是使用光控制感应形式，在罗盘中装一定高度的透明液体(最好是不易凝结的液体，比如各种防冻液)，磁针上安装比重较轻的物体(如软木、气囊等)，使磁针能够在液体中悬浮，这样磁针始终处于水平状态，能够更方便、灵活的转动，被警戒物体或罗盘本身即使在倾斜状态下放置，也不会影响感应系统的灵敏度。也可以将罗盘(即感应系统的非电路部分)悬浮在液体中，但要限制其水平方向的改变(主要是转动)。
权利要求
1一种方向触发报警装置，其特征是由磁性材料和光控报警电路组成，磁性材料能够自由转动，光控报警电路中有多个感应点，感应点由发光材料和光敏材料组成，磁性材料安装在发光材料和光敏材料之间。
2根据权利要求1所述的报警装置，其特征是感应点的发光材料和/或光敏材料前面安装有无触点开关。
3根据权利要求2所述的报警装置，其特征是磁性材料在无触点开关位置的遮光面积大于在感应点位置的遮光面积。
4根据权利要求2所述的报警装置，其特征是无触点开关是光可控硅。
5根据权利要求1、2、3或4所述的报警装置，其特征是磁性材料上安装有遮光材料。
6根据权利要求1、2、3或4所述的报警装置，其特征是该装置安装有磁干扰报警装置，磁干扰报警装置由活动触点和固定触点组成，固定触点安装在报警装置外壳的内壁上，活动触点是磁性材料制作的，它通过弹簧板也安装在报警装置外壳的内壁上，正常情况下，由于弹力作用两个触点是分离的，当外界出现磁力且磁力大于上述的弹力时，活动触点被吸引向固定触点，与固定触点接触，电路连通报警。
7根据权利要求1、2、3或4所述的报警装置，其特征是该装置安装有防拆卸报警装置，防拆卸报警装置由两个触点、一个弹簧板和一个针状物组成，弹簧板安装在底座的内壁上，两个触点分别安装在壳体和弹簧板上，当弹簧板没有外力时，两个触点是接触的。
全文摘要
方向触发报警装置,本发明提供一种能够准确报警,减少误报和漏报的报警装置。其特征是感应系统由磁性材料和感应装置组成,磁性材料与感应装置安装在一起,当报警装置随被警戒物体发生方向性变化时,磁性材料的方向不变,磁性材料与感应装置的相对位置发生改变,感应装置产生报警信号。本发明杜绝了误报和扰民,即使是在噪音和震动较大的地方,对他人也没有不良影响,准确性极高,制造成本也比现有防盗器的震动感应装置低很多。
文档编号G08B13/00GK1378182SQ0111012
公开日2002年11月6日 申请日期2001年3月30日 优先权日2001年3月30日
发明者郑庆生 申请人:郑庆生